“网格太多怎么办？”聊聊流体仿真中 SCDM 软件是如何简化几何的

本文摘要（由AI生成）：

文章主要介绍了基于SCDM软件的CFD前处理工作流程，包括读入模型、处理模型、流体区域、仿真完善和输出几何五个部分。在处理模型阶段，需要修复模型和简化模型。简化模型的目的是减小网格总数量和避免出现网格质量太差的区域。简化模型时，可以使用填充、拉动、合并表面、移动、对齐、组合等功能。简化模型的时机需要根据具体情况而定，通常对固体操作，但需要清楚哪些固体区域是需要化简的。

ANSYS SpaceClaim Direct Modeler（简称 SCDM）是基于直接建模思想的新一代3D建模和几何处理软件。SCDM可以显著地缩短产品设计周期，大幅提升CAE分析的模型处理质量和效率，为用户带来全新的产品设计体验。

通常，我们可以将基于SCDM软件的CFD前处理工作，简单的分为5个部分：

★  读入模型

★  处理模型

★  流体区域

★  仿真完善

★  输出几何

（二）处理模型

1. 修复模型（见上篇）

2. 简化模型

修复模型结束之后，我们通常会得到（多个）实体，接下来就是简化模型的工作。

流体仿真的简化原则通常按照以下的一般性要求来完成：

①简化掉特别细小的特征

②简化与主要流场区域不相关的小特征

③简化尖角区域

④适当的简化狭缝区域

⑤处理流场内部的薄壁挡板

⑥其他需要简化（或几何修改）的情况

通常意义上，简化几何的最终目的是：

★  减小网格总数量

★  避免出现网格质量太差的区域

简化模型时常用的SCDM功能：

●  填充

填充是去除独立额外特征的利器，但需要对实体上的面进行操作；填充的本质是删除掉选中的面，随后对未选中的面进行延伸来封闭实体。

●  拉动

当有一些特征不太容易使用填充去除的时候，拉动可能会更容易的产生希望的效果；当然，如果我们的目的不是去除特征，而是对几何进行一些修改的时候（如增加缝隙的距离），拉动还是一个必要的操作。

●  合并表面

实体的表面上会有很多特征边，如果这些边之间的夹角很尖锐，那么往往会降低网格的质量，合并表面可以去除掉这些尖锐的特征；当然，也有改变面形状的风险，这些可以通过测量功能进行定性的判断。

●  移动、对齐、组合等

其他的工具也有使用的时机，这和几何调整的需求是分不开的，限于篇幅暂不展开介绍。

简化几何，最为重要的就是目的明确，我们必须要先清楚几何改变以后的样子，这样才能选择合适的工具，高效的达成目标。

简化模型的时机：

简化模型通常对固体操作，但需要十分清楚哪些固体区域是需要化简的（如不与流体区域接触的位置，实际上是不需要简化的），否则工作量会大幅增加，且很多操作无效。

也可先提取流体区域，再对流体区域（实体几何模型）进行简化，这种情况通常用于仿真中只包含流体的问题（不算结构换热）。

需要注意的事，以上的情况只是针对单一使用流体仿真计算（Fluent或CFX）的问题。多物理场耦合的问题，反而不需要流体与结构几何完全一致，因为场间的数据耦合是采用插值的方式处理的。